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太陽能光伏電池:蝸牛紋的分析

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年08月07日  

近年來,越來越多的神秘的寬如手指的暗色線條縱橫分布在太陽能電池表面。這一現象并不是真正由蝸牛爬行造成的,其實它是一種化學反應的結果。


蝸牛爬痕通常會沿著電池的微裂痕出現,因此微裂痕看起來很顯眼,但不是所有出現微裂痕的組件都會出現污點。根據目前對該問題的了解,受影響的組件性能衰退與蝸牛爬痕本身關系并不大,反而是與蝸牛爬痕下面的微裂痕關系更大。如果一條裂痕將一塊電池的一部分分隔開來,電流不能從手指電極流向匯流條。如果所謂的電池斷裂達到電池表面積的8 %,就將對其產出產生不良影響——換言之,死區越大,產出衰減越大。如果電池斷裂部位達到12 %,產出相對斷裂區域則出現線性下降,德國ISFH研究所認為對組件產出的影響是由出現斷裂表面的電池數決定的。


組件廠一直認為蝸牛紋是由微裂痕造成的,微裂痕是在生產、運輸和安裝過程中,或者當組件暴露在強震動中時都可能發生。組件的生產是經過電池片的生產,包括硅錠,線切割,硅片清洗,擴散制結,等離子刻蝕,去磷硅玻璃,減反射膜制備,絲網印刷,燒結,檢測分級,這期間由于通過單片功率測試和刪選,隱裂的幾率比較小。


組件的制備過程是將玻璃,EVA,電池片,EVA,背板進行疊層,然后層壓固化的過程,與電池片親密接觸的是EVA材料。因為在制造組件的過程中,要測試兩次EL成像圖,所以可以排除電池片發生隱裂的可能。層壓后的組件經過安裝邊框,裝電線盒,打硅膠,清理組件表面等步驟制程。筆者認為,蝸牛紋的產生并非是隱裂造成的,而是后續使用過程中,由于EVA材料的交聯度和形變不同,將電池片拉斷引起裂痕,電池片表面的銀漿被濕氣和EVA中殘留的過氧化物氧化生成納米級氧化銀,顯示出黑色的紋路。


EVA材料的交聯度和形變為什么會不同?因為隨著EVA封裝材料越來越便宜,生產EVA膠膜的企業利潤越來越低,為了節約成本,他們會將邊角料裁切碎,再進行二次加工,EVA膠膜是由不同廠家提供的EVA膠粒,配上交聯劑,抗氧劑,偶聯劑等助劑加工而成,在流延過程中,會裁切掉一部分邊角料,邊角料含有不同分子量,不同熔點,不同VA含量的混合物,再繼續添加進去勢必造成膠膜的交聯度和形變不同,剛開始層壓出來沒有任何現象,在使用過程中,經過高低溫,高電壓,高溫高濕等環境下應用,由于交聯度不同,造成熱脹冷縮不一樣,拉碎了電池片造成隱裂,后續的銀漿遇到濕氣,被氧化之后形成納米級的黑色的爬痕。


為了解決蝸牛紋的問題,組件廠一定要從源頭杜絕使用添加回收料的EVA膠膜,認真測試每批次的硫化曲線,確保材料的均一性。因為質量是企業的關鍵,好材料才能保證組件的質量,為電站負責。


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